(57)【要約】  第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平な断面形状を有する炭素繊維前駆体トウ(1) が、容器内に無撚れの状態で積層梱包されたトウの梱包体である。前記炭素繊維前駆体トウ(1) の収納始端部及び終端部が、梱包終了後の前記炭素繊維前駆体トウの上面に載置されている。梱包体の底部から前記炭素繊維前駆体トウ(1) の上面に載置されたトウ始端(1a)に連なるトウ部分が無撚れの状態にある。トウ始端(1a)及び終端(1b)に表裏を判別ができるように表裏判別明示手段を適用することにより、複数の梱包容器(4) 間のトウ始端(1a)及び終端(1b)の各表裏面を一致させることが出来、耐炎化工程における撚れ部の蓄熱による糸切れを起こすことがなくなる。
2011019002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平な断面形状を有する炭素繊維前駆体トウが、梱包容器内に撚れの無い状態で積層梱包されたトウの梱包体であって、
前記炭素繊維前駆体トウの収納始端部及び終端部が、積層完了後の前記炭素繊維前駆体トウの上面近傍に配されてなり、
前記梱包体の底部から前記炭素繊維前駆体トウの上面近傍のトウ始端に連なるトウ部分が無撚れの状態にある、炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項２】
前記炭素繊維前駆体トウの前記収納始端部及び終端部のそれぞれに、トウの第１及び第２面が判別できる表裏判別明示手段が施されてなる、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項３】
扁平断面を有する前記炭素繊維前駆体トウの厚み寸法に対する幅寸法が１５倍以上である、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項４】
前記炭素繊維前駆体トウの総繊度が、４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘである、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項５】
前記第１及び第２面の表裏判別明示手段が、前記炭素繊維前駆体トウの末端を表面判別明示用部材に固定する手段である、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項６】
前記炭素繊維前駆体トウの少なくとも一方の末端部に耐炎化処理がなされてなる、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項７】
前記炭素繊維前駆体トウの前記収納始端部と終端部がそれぞれ収容袋に収容されてなり、積層終了後の前記炭素繊維前駆体トウの梱包容器を含む積層体上面の近傍に配されてなる、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項８】
前記炭素繊維前駆体トウの始端部及び／又は終端部を前記表裏判別明示部材に２〜１０ｍ巻き付けてなる、請求項１に記載された炭素繊維前駆体トウの梱包体。
【請求項９】
総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘの太繊度の第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平断面形状の炭素繊維前駆体トウを、無撚れの状態で梱包容器内に供給して積層梱包する梱包体の製造方法であって、
前記炭素繊維前駆体トウの供給シュートによる梱包容器内への供給開始前に、前記供給シュートを介して送り出される前記炭素繊維前駆体トウの所要長さをもつ始端部を無撚れの状態で前記梱包容器外に導出して、その状態を保持すること、
その導出保持状態を維持しつつ、前記供給シュートによる梱包容器内への供給開始直前に、前記供給シュートのトウ導出口を前記梱包容器の底部供給開始位置まで前記炭素繊維前駆体トウを伴って下降させること、及び
前記トウ導出口が前記底部供給開始位置に達したのち、前記供給シュートによる梱包容器内への供給を開始すること、を含んでなる炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１０】
前記炭素繊維前駆体トウの前記梱包容器外における始端部の導出保持は、トウ始端から前記トウ導出口までのトウ部分を無撚れの状態に維持すること、を含んでなる請求項９に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１１】
前記炭素繊維前駆体トウの前記始端部の導出保持の間、前記トウ始端部をトウ始端保持手段により無撚れの状態に保持すること、を含んでなる請求項９又は１０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１２】
前記炭素繊維前駆体トウの前記始端部の導出保持の間、前記梱包容器の上部開口部のトウ通過位置に配された仮固定手段にて前記炭素繊維前駆体トウを一時的に固定すること、を含んでなる請求項９又は１０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１３】
前記炭素繊維前駆体トウの始端部を梱包容器外に導出保持する間、前記トウ供給シュートのトウ導出口を梱包容器外に配し、前記始端部の導出保持完了後、前記トウ導出口を梱包容器の前記底部供給開始位置の直上開口位置へと移動させること、を含んでなる請求項９又は１０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１４】
前記炭素繊維前駆体トウの始端部の梱包容器外への導出保持の開始時から前記トウ導出口の下降開始時までの間、前記トウ導出口を梱包容器の上記底部供給開始位置の直上開口位置に不動に配すること、を含んでなる請求項９又は１０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１５】
前記炭素繊維前駆体トウの積層終了時までのトウ始端部の導出保持の間に、前記炭素繊維前駆体トウ始端の第１及び第２面の判別を可能とする表裏判別明示手段を前記トウ始端に施すこと、
前記炭素繊維前駆体トウの供給積層終了時に、前記トウの終端に第１及び第２面の判別を可能とする表裏判別明示手段を施すこと、を含んでなる請求項９又は１０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１６】
前記炭素繊維前駆体トウの始端及び／又は終端に前記表裏判別明示手段を施す以前に、前記トウ始端部及び／又はトウ終端部に耐炎化処理を施すこと、を含んでなる請求項１５に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１７】
前記表裏判別明示手段が、前記炭素繊維前駆体トウの第１面及び第２面を判別可能にする表裏判別明示部材に、前記炭素繊維前駆体トウの始端及び終端であるトウ末端の第１面又は第２面のいずれか同一面を外側に向けて一時的に固定する手段であり、
同トウ末端から２〜１０ｍの長さにわたるトウ末端部のうち、少なくとも前記トウ始端部を前記表裏判別明示部材に無撚れの状態を維持して巻き付けること、を含んでなる請求項１５に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１８】
前記梱包容器への前記炭素繊維前駆体トウの供給積層完了時に、前記表裏判別明示部材に固定された前記トウ始端部とトウ終端部とを収容袋に収容すること、及び
収容袋に収容された前記トウ始端部とトウ終端部とを梱包容器を含むトウ積層体の上部近傍に配すること、を含んでなる請求項１７に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造方法。
【請求項１９】
総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘの太繊度の第１面と第２面とをもつ扁平断面形状を有する炭素繊維前駆体トウをトウ供給シュートを介して梱包容器内に撚れの無い状態で供給して積層梱包するトウ梱包体の製造装置であって、
前記トウ供給シュートのトウ導出口は、梱包容器へのシュート供給開始前の前記梱包容器の上部開口部近傍の所定待機位置から、シュート供給開始時の前記梱包容器の底部における予め設定されたトウ供給開始位置へと移動可能であり、
梱包容器内へのトウ供給開始前に前記トウ振出し口から送り出される前記炭素繊維前駆体トウの始端を把持する把持手段と、
前記把持手段と前記トウ振出し口との間でループ状に垂下する所定長さのトウ始端部を無撚れの状態で一時的に保持するトウ保持手段と、を備えてなる炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２０】
更に、前記炭素繊維前駆体トウの供給側始端及び終端における第１面及び第２面の判別を可能にする表裏判別明示手段を有してなる、請求項１９に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２１】
前記表裏判別明示手段が、前記炭素繊維前駆体トウの第１面と第２面を判別可能にする表裏判別明示部材を有してなる、請求項２０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２２】
前記トウ始端の把持手段がエアーサッカーである、請求項１９又は２０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２３】
前記トウ保持手段が一対の挟着部材又は単一のトウ保持部材を有し、少なくとも一方の挟着部材が他方の挟着部材に対して接近方向及び離間方向への移動が可能であり、前記単一のトウ保持部材は前記トウ把持手段のトウ把持部への移動が可能であり、それら移動終了時には前記トウ始端の把持手段と前記トウ振出し口との間でループ状態にあるトウ始端部が垂下保持される、請求項１９又は２０に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２４】
前記一対の挟着部材又は単一の保持部材は、平滑面をもつ板材又は任意断面をもつロッド材を含む、請求項２２に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【請求項２５】
前記一対の挟着部材又は単一の保持部材によりループ状に垂下保持されたトウ始端部と前記トウ導出口との間のトウ部分を無撚れの状態で一時的に固定保持する仮固定手段を有してなる、請求項２３に記載された炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平断面を有する太繊度の炭素繊維前駆体トウをトウ供給シュートを介して梱包容器に振り込み積層して梱包された梱包体、同梱包体を製造する方法及び装置に関し、より詳しくは、梱包容器に収納された炭素繊維前駆体トウの始端部と終端部の表裏面となる第１面と第２面とを明確にするための表裏判別明示手段が施された炭素繊維前駆体トウの梱包体と、同梱包体の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は、比強度、比弾性率、耐火性、耐熱性、耐久性などに優れることから、その適用分野はますます広がってきている。近年、炭素繊維の生産性を上げてコストダウンを図るため、フィラメント数が５０，０００以上の太い炭素繊維前駆体トウが採用されるようになり、その結果このような太繊度のトウを梱包したトウの梱包体も大型化が余儀なくされている。この梱包体の大型化には、トウを梱包容器内に振り落として行う梱包方法が有利であり、従来から、トウの振り落としによる様々な梱包方法の提案がなされてきている。【０００３】
その提案の一つが、例えば、特開２００６−１７６３２８号公報（特許文献１）に開示されている。この文献１に開示された梱包方法は、予め水分を付与した総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘの太繊度の炭素繊維前駆体トウ並びに耐炎繊維前駆体トウ（以降、炭素繊維前駆体トウ並びに耐炎繊維前駆体トウを、単に炭素繊維前駆体トウと称する。）を、トウ振込みシュートを介して梱包容器に振込みながら、梱包容器をトウ幅方向に往復移動させて梱包容器が折り返し端に達したときに、反対側の折り返し端側の端部の上方に待機するプレス板を押し下げて、トウを圧縮して梱包体を得るものである。そして同文献１では、こうして梱包された梱包体の炭素繊維前駆体トウの収納嵩比重を３４０ｋｇ／ｍ3 以上とすることを特徴としている。【０００４】
また、特開２００８−１２１１４７号公報（特許文献２）にも、特許文献１に開示されたと同様の梱包方法が開示されている。ただし、その梱包方法によると、梱包容器内におけるトウの振込み面の上昇に応じて、トウ振込みシュートを梱包容器に対して相対的に上昇させるものであり、その特徴は、トウの総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ以上、１８０，０００ｄｔｅｘ未満のとき、トウ振出し端の最低位置とトウの振込み面との間の距離ａ（ｍｍ）と、プレス板の厚みｈ（ｍｍ）と、プレス板とトウ振込みシュートとの間の最短距離ｙ（ｍｍ）とは、１０≦ａ≦４００、および（ａ−ｈ）／ｙ≦３．３の関係を満たしていることにある。【０００５】
ところで、梱包容器に収納された前述のような炭素繊維前駆体トウは、一定の長さを有するものであって無限に連続するものではないため、そのままでは耐炎化処理及び炭素化処理を連続的には行うことができず、１つの梱包容器内のトウの処理が終わるたびに耐炎化処理や炭素化処理を中断しなくてはならなかった。そこで、トウの終端と始端とを接続して連続した一条のトウを得る糸継ぎ工程が開発され、耐炎化処理および炭素化処理を連続して行うことができるようになった。【０００６】
もっとも、糸継ぎ工程を経た長尺な連続トウであっても、特に発熱反応が起きる耐炎化工程においてトウ同士の接合部で蓄熱による糸切れを起こすことがあり、連続した耐炎化処理及び炭素化処理に支障をきたすことがあった。そこで、例えば、特開２００８−１５０７３３号公報（特許文献３）により提案されているように、糸継ぎ工程の前工程として、トウ同士の接合部となるトウの端部を予め耐炎化して、糸切れを防ぐ方法が開発されている。【０００７】
また、例えば特公昭４７−５１９７９号公報（特許文献４）には、連続して供給される合成繊維からなるフィラメント糸や、スパン糸、テクスヤードヤーンなどの糸条を収納容器に導入するに際して、初期の糸端を容器外に導出すること、初期および最終の糸端を収納容器の外表面に固定すること、及び初期の糸端と別の収納容器に導入された最終の糸端とを連結することが開示されている。【０００８】
一方、特許文献５（特開２００２−１３８３２６号公報）には、ダンボール箱あるいは缶が繊維で一杯になると、繊維のトウは切断され、その切断端部を結んでトウがほつれるのを防止することが記載され、またトウ端部に特定のクリップ様治具を使ってトウ端部のほつれを防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１７６３２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１１４７号公報
【特許文献３】特開２００８−１５０７３３号公報
【特許文献４】特公昭４７−５１９７９号公報
【特許文献５】特開２００２−１３８３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように複数の梱包体に梱包された炭素繊維前駆体トウの各端部を耐炎化した上で、それらの端部同士を糸継ぎによって連続した一条のトウを得た場合であっても、依然として耐炎化工程では蓄熱による糸切れを起こすことが生じており、その好適な対策が求められていた。
本発明は、前記課題を解決することを直接の目的としている。その他の目的は、以下の説明から理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
こうした要求に対して、本発明者らは様々な検討と実験を行ってきた。その結果、従来の糸継ぎ工程では、トウとトウを接合するにあたりトウの表裏を間違えないための配慮がなされていなかったがため、接合の際にトウの表裏が入れ替わり、これによってトウに撚りが発生し、その部位でしばしば蓄熱による糸切れを起こしていたことを見出した。そして、本発明者らは、前述の発見に基づき、炭素繊維前駆体トウの始端と終端にトウの表裏面となる第１面であるか第２面であるかの表裏判別明示手段を設けることにより、トウの撚りの発生が防止できるとの結論に達し、本発明に到ったものである。【００１２】
すなわち、本発明に係る炭素繊維前駆体トウの梱包体は、第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平な断面形状を有する炭素繊維前駆体トウが、撚れの無い状態で容器内に積層梱包されたトウの梱包体であって、前記炭素繊維前駆体トウの収納始端部及び終端部が、積層完了後の前記炭素繊維前駆体トウの梱包容器を含む上面近傍に配されてなり、前記梱包体の底部から前記炭素繊維前駆体トウの上面のトウ始端に連なるトウ部分に撚れが存在しないことを、基本構成としている。【００１３】
その好適な態様にあっては、前記炭素繊維前駆体トウの上記始端及び終端のそれぞれに、トウの第１及び第２面を判別できる表裏判別明示手段が施されている。この第１面及び第２面の表裏判別明示手段の好ましい態様は、前記炭素繊維前駆体トウの末端を表面判別明示用部材に固定する手段である。また、扁平断面を有する前記炭素繊維前駆体トウの厚み寸法に対する幅寸法を１５倍以上とすることが好ましく、更には前記炭素繊維前駆体トウの総繊度が、４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘであることが好ましい。【００１４】
更に、前記炭素繊維前駆体トウの少なくとも一方の末端に、耐炎化処理が施すことが好ましく、より好ましくは前記炭素繊維前駆体トウの始端部と終端部が収容袋に収容されているとよい。また前記表面判別明示用部材に、前記炭素繊維前駆体トウの始端部及び／又は終端部にあたる２〜１０ｍを巻き付けるとよい。【００１５】
本発明に係る梱包体の製造方法の基本構成は、総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘの太繊度の第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平断面形状の炭素繊維前駆体トウを、トウ供給シュートを介して梱包容器内に供給して積層梱包する梱包体の製造方法であって、梱包容器内への前記トウ供給開始前に、前記トウ供給シュートを介して送り出される前記炭素繊維前駆体トウの所要長さの始端部を撚れの無い状態で前記梱包容器外に導出して保持すること、その導出保持状態を維持しつつ、梱包容器内へのトウの供給開始直前に、前記トウ供給シュートのトウ導出口を前記梱包容器の底部振込開始位置まで前記炭素繊維前駆体トウを伴って下降させること、及び前記トウ導出口が前記振込開始位置に達したのち、梱包容器内へのトウの供給を開始すること、を含んでいることである。【００１６】
その最も好ましい態様は、前記炭素繊維前駆体トウの前記梱包容器外における始端部の導出保持が、トウ始端から前記トウ導出口までのトウ部分を無撚れの状態に維持すること、を含んでいる。前記炭素繊維前駆体トウの前記始端部の導出保持の間、前記トウ始端をエアーサッカーにて把持しておくことができ、そのため前記トウ始端部をトウ始端保持手段により無撚れの状態で保持するとよい。また、前記炭素繊維前駆体トウの前記トウ始端部の導出保持の間、前記梱包容器の上部開口部のトウ通過位置に前記炭素繊維前駆体トウを仮固定手段にて一時的に固定することが望ましい。【００１７】
また、前記炭素繊維前駆体トウの始端部を梱包容器外に導出保持する間、前記トウ供給シュートのトウ導出口を梱包容器外に配し、前記始端部の導出保持完了後、前記トウ導出口を梱包容器の上記底部供給開始位置の直上開口位置へと移動させるようにし、或いは前記炭素繊維前駆体トウの始端部の梱包容器外への導出保持の開始時から前記トウ振込みシュートの前記トウ導出口の下降開始時までの間、前記トウ導出口を梱包容器の上記底部供給開始位置の直上開口位置に一時的に不動に配することもできる。【００１８】
更に好ましくは、前記炭素繊維前駆体トウの梱包容器内への積層終了時までのトウ始端部の導出保持の間に、前記トウ始端の第１及び第２面の判別を可能とする表裏判別明示手段を前記トウ始端に施すことと、前記炭素繊維前駆体トウの梱包容器内への積層終了時に、前記トウの終端に第１及び第２面の判別を可能とする表裏判別明示手段を前記トウ始端と同一表面に施すことと、を含んでいる。なお、前記炭素繊維前駆体トウの始端及び／又は終端に前記表裏判別明示手段を施す以前に、前記トウ始端及び／又はトウ終端に耐炎化処理を施しておくとよい。【００１９】
また前記表裏判別明示手段は、前記炭素繊維前駆体トウの第１面と第２面とを判別可能にする表裏判別明示部材を有し、その表裏判別明示部材に前記炭素繊維前駆体トウの始端及び終端であるトウ末端の第１又は第２面の同一表面を同じ方向に向けて仮固定する手段からなり、また同トウ末端から２〜１０ｍの長さにわたるトウ末端部のうち、少なくとも前記トウ始端部を前記表裏判別明示部材に無撚れの状態を維持して巻き付けること、を含んでいるとよい。更には、前記梱包容器への前記炭素繊維前駆体トウの積層終了時に、前記表裏判別明示部材に仮固定された前記トウ始端部とトウ終端部とを収容袋に収容すること、及び収容袋に収容された前記トウ始端部とトウ終端部とを梱包容器を含む積層体の上面近傍に配すること、を含むことができる。【００２０】
本発明に係る梱包体の製造装置の基本構成は、総繊度が４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘの太繊度の第１面と第２面とをもつ扁平断面形状を有する炭素繊維前駆体トウをトウ供給シュートを介して梱包容器内に供給して撚れの無い状態で積層収納するトウ梱包体の製造装置であって、前記トウ供給シュートのトウ導出口は、梱包容器内へのトウの供給開始前の前記梱包容器の上部開口部近傍の所定待機位置から、梱包容器内へのトウの供給開始時の前記梱包容器の底部における予め設定されたトウ振込開始位置へと移動可能であり、トウ振込開始前にトウ振出し口から送り出される前記炭素繊維前駆体トウの始端を把持するトウ始端把持手段と、前記トウ始端把持手段と前記トウ導出口との間でループ状に垂下する所定長さのトウ始端部を撚れの無い状態で一時的に挟持又は保持するトウ始端部の保持手段と、を備えてなる炭素繊維前駆体トウ梱包体の製造装置にある。【００２１】
この装置発明の最も好ましい態様は、上記構成に加えて前記炭素繊維前駆体トウの供給側始端及び終端における第１面及び第２面の判別を可能にする表裏判別明示手段を有していることである。この表裏判別明示手段は、前記炭素繊維前駆体トウの第１面及び第２面を判別可能にする表裏判別明示部材を有しており、上述のように、前記表裏判別明示部材に前記炭素繊維前駆体トウの始端及び終端であるトウ末端の第１又は第２面の同一表面を同じ方向に向けて仮固定する。【００２２】
また、上記トウ始端のトウ始端把持手段がエアーサッカーであること、及び前記トウ始端部の保持手段が一対の挟着部材又は単一の保持部材を有することが好ましく、前記一対の挟着部材の少なくとも一方の挟着部材が他方の挟着部材に対して接近方向及び離間方向への移動が可能であり、接近時には前記トウ始端のトウ始端把持手段と前記トウ導出口との間でループ状態にあるトウの始端部を垂下挟持する。また、トウ始端部の保持手段が単一の保持部材である場合には、トウ供給シュートのトウ導出口の直下とトウ始端把持手段との間を円弧状に移動可能として、トウ振出し口とトウ始端把持手段との間をループ状に垂下するトウを前記保持部材により引っ掛けてループ形状を保持する。前記挟着部材及び保持部材は、特に限定されるものではないが、平滑面をもつ板材又は任意断面をもつロッド材を含んでいることが望ましい。更に、一対の前記挟着部材によりトウをループ状に垂下挟持又は保持した前記トウ保持手段とトウ導出口との間のトウ部分を撚れの無い状態で一時的に固定保持する仮固定手段を有していることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によって、炭素繊維前駆体トウの糸継ぎ工程において、第１面と第２面をもつトウとトウとを接合する際に、その接合端部の同一表面を同じ方向に向けて確実に接合することができるようになり、糸継ぎ工程で発生するトウの撚れに起因する耐炎化工程における糸切れ等のトラブルを防止することができる。特に小トウを数本合糸したトウにおいては、トウとトウを接合する際に表裏を間違えてしまうと糸道が交差することになり、擦過による毛羽の発生や撚れ部の蓄熱による糸切れ等が懸念されるが、本発明によりそのようなトラブルも防止することができる。【００２４】
特に、上記梱包体発明にあっては、炭素繊維前駆体トウの始端及び／又は終端に、第１面又は第２面であることを明示する表裏判別明示手段を施した始端部及び／又は終端部を所定の長さ前記表裏判別明示手段の構成部材である表裏判別明示部材に巻き付け、その巻き付け部をそれぞれ収容袋で包み込み、これを梱包終了後のトウ積層体の上面に載置しておくと、トウの始端部と終端部の前記巻き付け部分を解けば、トウ継ぎ工程において始端部と終端部との表面の向きが確実に判別できる上に、その始端部及び終端部に所要の長さが確保されて接合作業が容易に且つ効率よく行えるようになる。【００２５】
一方、本件の方法発明及び装置発明にあっては、それら発明の構成の一部に上記特許文献１に開示された梱包技術を適用する場合、梱包容器内に振り込み積層されるトウには、トウ振込みシュートの揺動開始時から揺動終了時まで連続して撚れが生じない。そのため、本発明の特徴的構成の一部である、トウ始端を梱包容器外に導出保持する間に、仮固定手段によってループ状に垂下保持されたトウ始端部と前記トウ振出し口との間のトウ部分を無撚れ状態に一時的に仮固定保持することにより、トウ始端部と梱包容器底部の振り込み開始端部との間の無撚れ状態が保持されることが相まって、トウ始端部とトウ終端部との接合作業において第１面と第２面との判別が確実になされるようになるばかりでなく、接合部を起点とする撚れがなく、耐炎化工程で撚れ部分の蓄熱による切断などの不具合がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】トウの表裏判別明示手段の一例を示す概略説明図である。
【図２】図１におけるトウの表裏判別明示手段のI-I 線に沿った断面図である。
【図３】図１のトウの末端部を表裏判別明示手段の構成部材である板状部材に巻き付けた状態を示す概略説明図である。
【図４】トウを梱包容器に供給して積層梱包する一態様例を示す概略説明図である。
【図５】表裏判別明示手段が施されたトウの始端部と終端部とを収容袋で包装した一態様例を示す概略説明図である。
【図６】トウの始端部と終端部とを梱包体に収納する一態様例を示す概略説明図である。
【図７】梱包容器内へのトウの供給開始までの振込手順の一例を示す概略説明図である。
【図８】梱包容器内へのトウの供給開始までのトウ供給手順の他の一例を示す概略説明図である。
【図９】梱包容器内へのトウの供給開始までのトウの供給手順の更なる他例を示す概略説明図である。
【図１０】梱包容器内へのトウの供給開始までのトウの供給手順の変形例を示す概略説明図である。
【図１１】前記変形例に用いられる保持部材の形態例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明における「トウ供給シュート」の代表的なシュートとしては、上記特許文献１に開示された「トウ振込みシュート」がある。このトウ振込みシュートは、トウを梱包容器内に収容するとき、トウ振込みシュートを揺動させることにより、トウの第１面を上に向けたのち、第２面を上に向けるようにして撚れの無い状態で順次積層して梱包する。しかし、このトウ振込みシュートとは異なるトウ供給シュートがある。例えば、円筒状の梱包容器を一方向に回転させると同時に、シュート自体をも前記梱包容器の回転中心に対して偏位する位置を回転中心として回転させながら、トウを梱包容器内に渦巻き状に供給しても、上記トウ振込みシュートと同様に、撚れが無い状態でトウを積層梱包が可能である。
以下、「トウ供給シュート」を、全て「トウ振込みシュート」に統一して説明している。勿論、他のシュートを使用することも可能である。
【００２８】
＜梱包体＞
本発明の梱包体は、第１面とその反対側の第２面とをもつ扁平な断面形状を有する炭素繊前駆体トウの梱包体であって、炭素繊維前駆体トウの始端と終端のそれぞれにトウの表裏判別明示手段を施したことを特徴としている。
以下、本明細書にて用いる文言につき具体的に説明する。
【００２９】
＜炭素繊維前駆体トウ＞
本発明において、炭素繊維前駆体トウとは、耐炎化工程、炭素化工程といった熱処理を施すことにより炭素繊維が得られる連続する多数の単繊維の束からなるトウを意味し、耐炎繊維前駆体トウと呼ばれるものも含んでいる。また、前記トウはストレートトウでも捲縮トウでもどちらでも問題ない。このようなトウは、以降に耐炎化工程に付され、その際、糸切れ等のトラブルが発生する可能性が高いものであり、本発明により、初めてそのトラブルを回避することができるものである。
【００３０】
トウは、扁平な断面形状を有するものが対象となる。すなわち、トウは第１面とその反対側に第２面を有している。本明細書において、扁平とは、トウの厚みを１とした場合にトウの幅が４以上であるものを指している。このように断面が扁平形状のものは、断面が円形のものと異なり、その形状から表裏面となる第１面と第２面とを認識できる。ただし、トウの表裏面に外観上の差異はなく、そのため、本発明にあっては第１面及び第２面と呼んでいる。断面形状については、トウの厚みを１とした場合にトウの幅が１５以上、すなわち、トウの厚みに対してトウの幅が１５倍以上、より好ましくは３０倍以上の扁平形状であることが好ましく、例えば、トウ厚み：幅を１：３５から１：７０とすることができる。トウの幅が厚みの１５倍より低いと、仮にトウに撚りが生じたときに蓄熱による糸切れのトラブルが発生しやすいが、１５倍以上あると本発明の表裏判別明示手段による第１面と第２面との判別が容易となり、糸切れ防止効果が更に大きく現れる。
【００３１】
トウの総繊度は、特に限定されるものではないが、トウの振り落としによる梱包方法が有利とされる太繊度のもの、例えば４８，０００ｄｔｅｘ〜７２０，０００ｄｔｅｘが好ましい。また、このような太繊度のトウに対しては、本発明の糸切れ防止効果が特に大きく現れるといえる。
【００３２】
トウについては、蓄熱による糸切れ防止の観点から、始端と終端の少なくとも一方の末端に予め耐炎化処理がなされていることが好ましく、より好ましくは、始端と終端の双方に耐炎化処理がなされているものがよい。耐炎化処理については、例えば、始端と終端のそれぞれについて末端から０．３〜１．０ｍの範囲に施すことができる。
【００３３】
＜トウの表裏判別明示手段＞
本発明におけるトウの表裏判別明示手段は、トウの始端と終端に適用される。表裏判別明示手段は、外観上、第１面と第２面（以下、表裏面という。）とが区別できる手段であれば足り、例えば、トウの末端を物理的に拘束すること、トウの末端を拘束するまでには至らないが物理力により表裏の反転の発生を抑制すること、トウの片面に物を付着させることを含み、具体的には、トウの片面を着色することによる明示、トウの片面又は両面に粘着テープを貼り付けることによる明示、トウを洗濯バサミ状のもので挟み固定することによる明示、トウを板形状その他の形状の表裏判別明示用部材に固定することによる明示、トウを表裏が区別できる袋状のものに収容することによる明示などが挙げられるが、これらに限定されず、これらを組み合わせることもできる。
【００３４】
好ましくは、板片状のものに、トウを粘着テープによって固定するとよく、具体的には例えば、板材として炭素繊維前駆体トウを損傷する可能性が低く安価な材料であるダンボール片を使い、ダンボール片にトウの末端を粘着テープで貼り付けて固定するとよい。このようにトウの末端を固定した場合には、トウの末端がばらけたり、傷むことを防ぐことができる。本発明のトウの表裏判別明示手段は、トウの始端と終端に施されるが、これは、トウの末端から１０ｍ程度の範囲までの始端部及び終端部に施される場合を含んでいる。本発明のトウの表裏判別明示手段は、例えば、トウの末端から５０ｃｍの範囲内に設けることができる。
【００３５】
図１は、このようなトウの表裏判別明示手段をトウの始端に施した一例を示す概略説明図である。炭素繊維前駆体トウ１は、表裏判別明示手段の一部を構成する表裏判別明示部材である板状部材２に表裏判別明示手段の一部を構成する粘着テープ３を用いて、トウ１の表面、例えば耐炎化工程において上側となる面を上にして、トウ１の裏面を板状部材に対面させて密接して貼り付けている。トウ１の終端も同様に表面が上になるように板状部材に貼り付けることにより、トウの表裏面を判別することができ、トウ１の始端とトウ１の終端とを接合する際にトウの表裏面を間違うことがなくなり、糸継ぎ工程で発生するトウ１の撚れに起因する耐炎化工程での糸切れ等のトラブルを防止することができる。
【００３６】
図２は、表裏判別明示手段を施したトウの末端を示す図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。炭素繊維前駆体トウ１は、トウ１の裏面を下にして板状部材２に接触させて、トウ１の表面を外側にして粘着テープ３を密接させて貼り付けている。
【００３７】
図３は、図１のトウ１の始端を上記表裏判別明示部材の一態様としての板状部材２に貼り付けたのち、更に所定の長さをもつトウ１の始端部を前記板状部材２に巻き付けたときの概略外観図である。トウ１の始端部及び／又は終端部を２〜１０ｍの長さとして板状部材２に巻き付けると、糸継ぎ工程で使用可能なトウ部分を長く確保できるので糸継ぎ工程の操作性が向上し、また、粘着テープ３が剥がれ難くなるので好ましい。更に、このようにトウ１の末端部を板状部材２に巻き付けて、そのトウ１が巻き付けられている部分を収容袋に収容しておけば、トウの末端部を収容する収容袋と梱包容器の底部から引き出されているトウの部分との間の距離が縮まることになるので、それらの間でトウ１が３６０°撚れてしまって、トウ１の同一表面同士で接合して撚りが生じてしまう可能性を大幅に減らすことができる。
【００３８】
トウ１を巻き付ける表裏判別明示部材については、板状部材２に限るものではなく、円形断面、楕円断面の棒材、筒状体なども使用できる。図４及び図５に示すように、トウ１の末端部が巻き付けられて収容袋５，９に収容された前記表裏判別明示部材は、梱包容器４内に振り込まれて積層梱包が完了したトウ１の上面に載置され、図６に示すように、トウ１と梱包容器の蓋１０との間に挟まれた状態で収納されるので、トウ１の巻き付け形状が崩れることはなく、またトウ１の末端部を巻き付けた表裏判別明示部材も板状を呈しているため、その周辺のトウ１や前記蓋１０に負荷がかかりにくく好ましい。
【００３９】
＜梱包容器＞
トウ１を収容する梱包容器４の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、梱包容器の内側寸法が、縦５００〜１５００ｃｍ、横５００〜１５００ｃｍ、深さ８００〜１５００ｃｍの矩形状の容器を用いることができる。
トウ１を収容する梱包容器４の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ダンボールを用いることができる。更に好ましくは、ダンボールからなる梱包容器本体と、その梱包容器本体の内部に配され、梱包容器本体の内面形状と略同一形状をもち、０．１ｍｍ以下の厚さからなる非透湿性の図示せぬ内装材（抗張力の高いポリエチレンシートなど）を用いることができる。このような内装材を設けることにより、水分を付与したトウを梱包容器に振り込む場合に、ダンボールがトウ１に付与した水分を吸湿するのを防ぐことができ、また、トウ１がダンボールとの間で摩擦、擦過等の損傷を受けなくてすむ。
【００４０】
＜梱包体の製造方法＞
梱包体は、典型的には、梱包容器４にトウ１を振り込むことにより製造される。好ましくは、前記始端１ａを梱包容器４の外に引き出して、トウ１の振込み開始前にトウ１の始端１ａとトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａとの間に所定の距離をとるようにしており、同始端１ａと前記振出し口６ａとの間に撚れが無い状態を維持して、所定長さからなる始端部を保持する。この撚れが無い状態を維持しながら、トウ１の振り込みを開始して梱包体を製造する。このようにすると、トウ１を梱包容器４内に梱包した状態で始端１ａを梱包容器４の外に引き出したままで容器内にトウ１を梱包できるので、後続の梱包体のトウ１の終端１ｂとの糸継ぎを撚れの無い状態で容易に行うことができる点で有利である。
【００４１】
トウ１の振込み開始前にトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから梱包容器４の外に引き出されるトウ部分を、撚れの無い状態で保持するためには、トウ振込みシュート６によるトウ１の振り込みが開始される前に待機するトウ振込みシュート６の待機位置に応じて、以下に述べる二つの引き出し保持する方法がある。このときの保持に必要なトウ末端部の長さは、以降の糸継ぎ工程の操作の容易性から、２〜１０ｍである。
以下、その第１及び第２の保持方法について、手順の異なる図７〜図１１に示す各操作手順に基づいて具体的に説明する。ここで、上記第１方法及び第２方法の操作手順と、各方法を実施するための装置の各種作動部材の作動手順は、図示せぬ制御部に設定された各種のプログラムに従って自動的に制御される。
【００４２】
図７は上記第１の方法を示している。この第１の方法の実施は、トウ振込みシュート６の上記トウ振出し口６ａの最大揺動範囲を、梱包容器４を越えた外側に位置するまで揺動させる場合であり、前記トウ振出し口６ａから送り出されるトウ１が梱包容器４の外側へと落下するような揺動幅としている。このトウ振込みシュート６にあっても、トウ１を梱包容器４の内部に振り込むときの揺動幅は、従来と同様にトウ振込みシュート６の揺動方向における梱包容器の相対する内面間の距離に略等しい。
【００４３】
この第１の方法にあっては、トウ１の振り込みを開始する前は、梱包容器４の上方に配されたトウ振込みシュート６を、図７Ａに示す通常の振込位置から図７Ｂに示す位置まで、トウ振込みシュート６の最大揺動位置まで揺動させて、そのトウ振出し口６ａを梱包容器４の上部開口部の外側で停止させている。このとき、梱包容器４の周辺の床面に向けられたトウ振出し口６ａから送り出されるトウ１は前記床面に自重で落下する。
【００４４】
本実施形態によれば、前記トウ振出し口６ａに隣接する側方位置に、落下しようとするトウ１の始端部を、撚れの無い状態を維持しつつ把持するために、本発明におけるトウ始端把持手段の構成部材の一つであるエアーサッカー１１が配されている。この本発明におけるトウ始端把持手段としては、エアーサッカーの他に、トウ１の始端部を所定長巻き上げるための巻き上げロールや、トウ１の始端部を所定長送り出すと回転を停止するトウ供給用ギアロールなどが採用できる。作業のし易さ、安全性、設備の簡易さから、エアーサッカーを使用するのが好ましい。
【００４５】
更に、このエアーサッカー１１の吸引口１１ａ及び梱包容器４の上方であって揺動時の前記トウ振出し口６ａと干渉しない部位よりも下方の位置に、本発明におけるトウ始端部保持手段１２が配されている。このトウ始端部保持手段１２は第１及び第２の挟着部材１２ａ，１２ｂを有しており、その一方の構成部材である第１挟着部材１２ａが前記エアーサッカー１１の吸引口１１ａの略直下に不動状態で配されている。また、梱包容器４の上部開口部近傍にあってトウ振込みシュート６の揺動時にトウ振出し口６ａと干渉しない部位には、トウ始端部保持手段１２を構成する他方の構成部材である第２挟着部材１２ｂが水平方向に往復動可能に配されている。本実施形態では、これらの第１及び第２挟着部材１２ａ，１２ｂは同一寸法の丸棒部材からなり、図７に示すように、トウ振込みシュート６の揺動面に直交させて水平に配されている。
【００４６】
次に、第１の方法によるトウ１の始端部を保持する手順を図７を中心にして具体的に説明する。
まず、空の梱包容器４の中央部上方の揺動中心を中心としてトウ１の振込方向に揺動するトウ振込みシュート６が配されている。このトウ振込みシュート６の上流側にはトウ供給用のギアロール１３が配されており、前記トウ振込みシュート６の揺動によるトウ１の振り込みが開始される前は、トウ振込みシュート６は垂直位置にある。いま、上述のようにトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されてくるトウ１の始端部を所定の長さ一時的に固定保持するにあたり、予め図７Ａに示すように、トウ振込みシュート６を揺動最大幅まで一方向に揺動させて、その位置に停止させる。このとき、上記エアーサッカー１１の吸引口１１ａは、前記トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａの近傍に向けられているため、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されてくるトウ１の始端１ａは直ちにエアーサッカー１１によって吸引把持される。
【００４７】
こうしてトウ１の始端を吸引されたあとも、トウ１は引き続きトウ振込みシュート６の振出し口６ａから送り続けられている。この送り続けられるトウ１は、当初、図７Ｂに示すように、上記離間位置にある第１挟着部材１２ａと第２挟着部材１２ｂとの間にループ状となって垂下して、図７Ｃに示すように、トウ１の始端部に必要な長さのループを形成する。このときのループ長さは、既述したように２〜１０ｍである。こうしてループ状に形成されたトウ１が始端部の長さに達すると、前記第２挟着部材１２ｂが不動位置にある第１挟着部材１２ａに向かって移動して、ループ状のトウ始端部の上部を挟持固定する（図７Ｄ参照）。
【００４８】
この挟持固定が終了すると、図７Ｅに示すように、停止位置にあった上記トウ振込みシュート６が梱包容器４の所定位置まで揺動する。このときの所定位置は、梱包容器４の底部近傍のトウ振込開始位置の直上にあたる上部開口の上方位置である。勿論、このときもトウ１の供給は続けられているため、トウ１はトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａの動きに伴われている。トウ振出し口６ａは前記トウ振込開始位置の直上にあたる梱包容器４の上部開口の前記上方位置に達すると、続いて梱包容器４内のトウ振込開始位置まで真っ直ぐに下降する。このトウ振込みシュート６の下降が停止すると、図７Ｆに示すように、エアーサッカー１１に吸引把持されているトウ１の始端を吸引口１１ａの近くで切断する。
【００４９】
ここで、トウ振込みシュート６の揺動により通常の振込操作が開始され、梱包容器４がトウ１で満杯になるまで前記揺動が続けられて、トウ１の振り込みが終了する。このトウ１の振り込みが終了すると、エアーサッカー１１に把持されたのちに切断された切断端（トウ始端１ａ）と、振り込みの終了時のトウ１の終端１ｂとに、それぞれ既述した表裏判別明示手段が適用される。このときの、表裏判別明示手段の適用は、例えば図３に示し既述したように、トウ始端１ａ及びトウ終端１ｂの同じ面を、それぞれの板状部材２に粘着テープ３をもって密接させた状態で貼り付け固定したのち、各始端部及び終端部を前記板状部材２に撚れが入らないように巻き付けてから、図４及び図５に示すように、透明なポリエチレンなどのフィルムから作られた収容袋５，９に収容する。
【００５０】
各収容袋５，９に収容されたトウ始端部とトウ終端部とは、それぞれを、図６に示すとおり、折り返し振り込まれて積層されたトウ積層体の上面に載置され、梱包容器４の上部開口に蓋１０がなされる。
なお、図示例では梱包容器４にトウ１を直接振り込んで梱包しているが、本発明にあっては、既述したように梱包容器４の内面形状をもつ図示せぬ包装体を予め梱包容器４に収納し、この包装体にトウ１を振り込み梱包することもできる。
【００５１】
＜第２の方法＞
以上が、本発明におけるトウ始端の第１の保持方法を具体的に説明したものであるが、次にその第２の方法を図８を中心に説明する。なお、上記第１の方法と実質的に同じ部材等には同一符号を付している。
図８は上記第２の方法を示している。この第２の方法の実施は、トウ振込みシュート６の上記トウ振出し口６ａの最大揺動範囲を、梱包容器４の内面側の振り込み限界位置でであり、前記トウ振出し口６ａから送り出されるトウ１が梱包容器４の内側の折り返し端へと落下するような揺動幅に設定されている。このトウ振込みシュート６にあっても、トウ１を梱包容器４の内部に振り込むときの揺動幅は、従来と同様にトウ振込みシュート６の揺動方向における梱包容器の相対する内面間の距離に略等しい。
【００５２】
この第２の方法にあっては、トウ１の振込開始前のトウ振込みシュート６を、図８Ａに示す姿勢が、図８Ｂに示す梱包容器４の底部近傍の振込開始位置に向けて下降を開始するときの姿勢変更まで、同じ姿勢を維持している点で上記第１の方法と大きく異なっている。すなわち、この第２の方法では、図７Ａ〜図７Ｄに示すとおり、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａを、上記最大揺動位置である梱包容器４の内側のトウ振込開始位置の直上開口位置にあるように、トウ振込みシュート６の揺動を停止させている。従って、このままではトウ振出し口６ａから送り出されるトウ１は梱包容器４の底部のトウ振込開始位置に自重で落下することなる。
【００５３】
そこで、本実施形態によれば、前記トウ振込開始位置の直上とトウ始端把持手段としてのエアーサッカー１１の吸引口１１ａの下方とに、第１の方法におけると同様、トウ始端部保持手段１２を配している。また、この第２の方法にあっても、エアーサッカーの他に、トウ１の始端部を所定長巻き上げるための巻き上げロールや、トウ１の始端部を所定長送り出すと回転を停止するトウ供給用ギアロールなどを採用することができる。
【００５４】
このトウ始端部保持手段１２も第３及び第４の一対の挟着部材１２ｃ，１２ｄを有している。この第３及び第４の挟着部材１２ｃ，１２ｄは、トウ始端部の保持操作がなされる前、前記エアーサッカー１１の吸引口１１ａの略直下に不配されている。第３及び第４の挟着部材１２ｃ，１２ｄは同一寸法の長板材からなり、図８に示すように、トウ振込みシュート６の揺動面に直交させて長さ方向に水平で且つ振込方向の外側に向けて下傾斜させて互いを平行に配している。この一対の第３及び第４の挟着部材１２ｃ，１２ｄのうち、第３挟着部材１２ｃは、図８Ａに示すように、前記エアーサッカー１１の吸引口１１ａの直下に不動で配され、第４挟着部材１２ｄは、同図に示すように、前記吸引口１１ａの近傍であって上記トウ振出し口６ａのトウ落下位置とトウ振込みシュート６の揺動範囲外の位置との間を進退可能であって、且つ前記トウ落下位置と第３挟着部材１２ｃの近傍との間をトウ振込方向に水平に往復動できるよう配されている。また、トウ振込みシュート６の上流側にはトウ供給用のギアロール１３が配されている。
【００５５】
いま、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されてくるトウ１の始端部を所定の長さ一時的に固定保持するにあたっては、直立姿勢にあるトウ振込みシュート６を上記停止位置まで一方向に揺動させて、図８Ａに示す位置に停止させる。このとき、上記エアーサッカー１１の吸引口１１ａは、前記トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａに向けられており、しかも上述の第４挟着部材１２ｄが図示せぬ退避位置から移動して前記トウ振出し口６ａ下方のトウ落下位置に待機している。そのため、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されて落下するトウ１の始端１ａは、前記第４挟着部材１２ｄの斜め上面に当たって斜め下方へと滑り落ちようとするが、前記エアーサッカー１１の吸引口１１ａの周辺の空気は、第３挟着部材１２ｃの影響を受けて吸引口１１ａの方向ｂへと流れの向きを変え、落下しようとするトウ始端を前記吸引口１１ａに直ちに吸引把持する。
【００５６】
こうしてトウ１の始端を吸引した以降も、トウ１は引き続きトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出し続けられている。この送り続けられるトウ１は、当初、図８Ｂに示すように、上記離間位置にある第３挟着部材１２ｃと第４挟着部材１２ｄとの間にループ状となって垂下して、図８Ｃ〜図８Ｄに示すように、トウ１の始端部に必要な長さのループを形成する。このときのループ長さは、既述したように２〜１０ｍである。こうしてループ状に形成されたトウ１が始端部の長さに達すると同時に、前記第４挟着部材１２ｄが不動位置にある第３挟着部材１２ｃに向かって移動して、ループ状のトウ始端部の上部を第３及び第４の挟着部材１２ｃ，１２ｄにより挟持固定する（図８Ｄ参照）。
【００５７】
このとき、トウ１は引き続きトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されており、前記トウ振出し口６ａから送り出されるトウ１は梱包容器４の上端縁を跨いで容器底部に向けて落下する。この実施形態では、ループ状のトウ始端部の上部挟着部から容器底部まで延びるトウ部分に撚れが無いことを確かめた上で、トウ１が跨いだ梱包容器４の上端縁の部分とトウ１とを一緒にクリップ１５で一時的に挟持固定している。前記クリップ１５は本発明における仮固定手段の一つであり、トウ１の振り込みが開始されたあとは適当な時期に取り外せばよい。
【００５８】
前記挟持固定が終了すると、図８Ｅに示すように、停止していた上記トウ振込みシュート６が梱包容器４内のトウ振込開始位置まで真っ直ぐに下降する。勿論、このときもトウ１の供給は続けられているため、トウ１はトウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａの動きに伴われている。前記トウ振込みシュート６の下降が停止すると、図８Ｅに示すように、エアーサッカー１１に吸引把持されているトウ１の始端を吸引口１１ａの近くで切断する。
【００５９】
ここで、トウ振込みシュート６の揺動により通常の振込操作が開始され、梱包容器４がトウ１で満杯になるまで前記揺動が続けられて、トウ１の振り込みが終了する。このトウ１の振り込みが開始される前に、第４挟着部材１２ｄは元の退避位置へと戻っている。トウ１の振り込みが終了すると、エアーサッカー１１に把持され切断されたトウ１の切断端（トウ始端１ａ）と、振り込みの終了時のトウ１の終端１ｂとに、それぞれ既述したとおりに表裏判別明示手段が適用されて、収容袋５，９に収容されたトウ始端部とトウ終端部とに、第１の方法と同様の表裏判別明示手段を適用され、その適用済のトウ始端部とトウ終端部とを、図６に示すとおり、折り返し振り込まれて積み上がったトウ積層梱包体の上面に載置して、梱包容器４の上部開口に蓋１０が被せて固定し梱包を終了する。
【００６０】
ところで、前記エアーサッカー１１は、上記実施形態のように所定位置に不動で配されるとは限らず、その吸引口１１ａをトウ振出し口６ａに向けて水平に接近及び離間方向に移動を可能にすることができる。この場合、トウ始端１ａをトウ始端把持手段であるエアーサッカー１１に把持させた状態で、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａから送り出されるトウ１の送り量に合わせて、或いは合わせることなく、エアーサッカー１１を前記トウ振出し口６ａから離間する方向に移動させるため、上記第１及び第２の方法によるトウ始端部の保持操作に使われたトウ挟着手段である第１〜第４の挟着部材１２ａ〜１２ｄは不要となる。このときの、移動後のエアーサッカー１１とトウ振出し口６ａとの間の距離は、トウ始端部の長さである２〜１０ｍとなる。なお、エアーサッカー１１の移動を前述の距離に限る場合、吸引動作をエアーサッカー１１の移動と同時に停止するか、或いはエアーサッカー１１の移動だけを停止する。エアーサッカー１１の移動だけを停止する場合は、停止と同時にトウ１を吸引口１１ａの近くで切断し、その場で上記表裏判別明示手段を適用すればよい。
【００６１】
しかして、このようにエアーサッカー１１を所定距離移動させることは、エアーサッカー１１の停止位置とトウ振出し口６ａとの間に２〜１０ｍの長さのトウ１が空間に止まるため、その姿勢を維持することが困難なばかりでなく、梱包体の製造装置の専有空間が広がり、更にはエアーサッカー１１の移動のための作動装置やそのための制御部に収納されたプログラムが煩雑なものとなる。
【００６２】
これを回避するため本発明では、前述のようにエアーサッカー１１を長い距離移動させることによる不具合を解消して、同時に所要の長さからなるトウ始端部を梱包終了時まで保持固定することも可能である。図９は、エアーサッカー１１を前記移動距離よりも短い距離だけ移動させて、しかも前述のように所要の長さからなるトウ始端部を梱包終了時まで保持固定する方法の一例を示している。同図によれば、上記トウ振出し口６ａとエアーサッカー１１との間に複数のガイドローラ１４をジグザグ状に配している。しかも、隣り合う前記複数のガイドローラ１４は、互いにその上下位置を逆転できるようにされている。また、全てのガイドローラ１４が一斉に同一平面上に並んだとき、その平面を外れて位置で、前記エアーサッカー１１を指定の短い距離だけ水平に移動できるように配置している。
【００６３】
かかる構成によれば、エアーサッカー１１によるトウ始端把持開始前の待機時は、エアーサッカー１１の吸引口１１ａをトウ振出し口６ａの近傍に配しておき、トウ１の始端がエアーサッカー１１に吸引把持されると、エアーサッカー１１が移動を開始する。このとき、上述のガイドローラ１４は一斉にエアーサッカー１１の移動路から外れた同一の水平平面上に並んだ状態にあるようにしておけば、エアーサッカー１１及びトウ１の移動は妨げられることがない。エアーサッカー１１が所要の短い距離を移動したのち、上記並列に並んだガイドローラ１４の隣り合うローラを上方及び／又は下方に昇降させて、複数のガイドローラ１４をジグザグ状に配列する。この配列により、直線状に移動しているトウ１は、複数のガイドローラ１４がジグザグ状に昇降する間に、同じくジグザグ状に案内され、所要の始端長さが得られる。なお、このときのガイドローラ１４は、通常のガイドローラの他にも、例えばネルソンローラやダンサーローラを使うことができる。
【００６４】
＜第２方法の変形例＞
図１０は、本発明における上記第２の方法の変形例を示している。
同図によれば、図８に示した上記トウ始端部保持手段１２の構成部材である第３及び第４の挟着部材１２ｃ，１２ｄに代えて単一の保持部材１２ｅが使われている。その他の作動部材などは図８に示した上記第２の方法を実施する部材と実質的に変わるところがない。また、トウ振込みシュート６の動作は、上記図８に示した上記第２の方法の場合と同一である。
【００６５】
この保持部材１２ｅは、図１１に示すように第１水平軸１２ｅ−１と、同第１水平軸１２ｅ−１の一端で９０°屈曲する屈曲軸１２ｅ−２と、同屈曲軸１２ｅ−２の他端で前記第１水平軸１２ｅ−１と平行で且つ前記屈曲軸１２ｅ−２を挟んで前記第１水平軸１２ｅ−１と反対方向に伸びる第２水平軸１２ｅ−３とからなるクランク軸と同様の形状及び構造を備えており、前記第１水平軸１２ｅ−１が上記トウ振込みシュート６の揺動中心を中心として、前記トウ振込みシュート６の上記トウ振出し口６ａまでの寸法を越えた半径を有する同心円上を前記第２水平軸１２ｅ−３が回転する。このときの半径は、前記トウ振込みシュート６が梱包容器４の開口部上方に位置したとき、前記保持部材１２ｅの回転によっても、前記第２水平軸１２ｅ−３が梱包容器４と干渉しない寸法とされている。
【００６６】
いま図１０において、トウ１の始端部の保持操作が開始するとき、トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａを、上記最大揺動位置である梱包容器４の内側のトウ振込開始位置の直上開口位置になるまで揺動させ、図１０Ａに示すように、その位置にトウ振込みシュート６の揺動を停止させる。従って、このままではトウ振出し口６ａから送り出されるトウ１は梱包容器４の底部のトウ振込開始位置に自重で落下することなる。この状態にあるとき、上記保持部材１２ｅの第２水平軸１２ｅ−３は前記トウ振込みシュート６のトウ振出し口６ａの直下に来ており、同じく図１０Ａに示すように、トウ振出し口６ａから送り出されるトウ１の始端を受け止める。このとき、前記エアーサッカー１１の吸引口１１ａの周辺の空気は吸引口１１ａの方向ｂへと流れるため、第２水平軸１２ｅ−３により受け止められたトウ始端を前記吸引口１１ａに直ちに吸引して把持する。
【００６７】
その後もトウ１の送り出しは続いており、この間に、図１０Ｂに示すように、トウ１は前記吸引口１１ａと前記第２水平軸１２ｅ−３との間に入り込み、ループ状に垂下する。ループ状に形成されたトウ１部分の長さが上述した始端部の長さに達すると、図１０Ｃに示すように、第２水平軸１２ｅ−３が前記吸引口１１ａに向けて回動し、同吸引口１１ａの下方でループ状のトウ部分を引っ掛けて保持する。このときの第２水平軸１２ｅ−３の回動により、トウ振出し口６ａから送り出されるトウ１は梱包容器４の上部開口部の端縁を跨いで梱包容器４の底部のトウ振込開始位置に向けてループ状に垂れ下がる。この状態では、前記上部開口部の端縁と前記トウ振込開始位置との間のトウ１には撚れが生じておらず、その表裏の向きは前記第２水平軸１２ｅ−３により垂下保持されたトウ１の向きと変わらない。しかし、この変形例ではトウ始端部が第２水平軸１２ｅ−３に引っ掛けられているだけであるため、その挙動が他の周辺部材の影響を受けかねない。そこで、本変形例では、トウ１が梱包容器４の底部から梱包容器の外側に至る部分に撚れのないことを確認して、前記部分が撚れないように、トウを仮固定する。
【００６８】
この仮固定の方法は、撚れがなければ、梱包容器４に直接固定してもよいし、梱包容器４以外の場所に固定してもよい。梱包容器４に直接固定する方法は、クリップで梱包容器の上端とトウを挟む方法、梱包容器外側部にゴムバンドをかけて、トウを挟む方法などが挙げられる。梱包容器４以外の固定場所は、外部に固定されたクリップまたは、棒状および板状のマグネットを使って固定してもよい。
【００６９】
梱包容器４にトウ１を直接固定する方法は、図１０Ｄに示すようにトウ１を梱包容器４の上部開口部の容器端縁に沿わせてクリップ１５でトウ１を挟む方法と、図示は省略するが、梱包容器の外側面にゴムバンドをかけて、トウを挟む方法が挙げられる。作業の容易さ、設備が簡易であるという面からクリップ１５で梱包容器４の上端縁とトウ１を一緒に挟む方法、図示せぬ梱包容器外側部にゴムバンドをかけてトウ１を挟む方法が好ましい。クリップ１５で梱包容器４の上端縁とトウと一緒に挟む方法が最も簡単で且つ確実であることからより好ましい。
【００７０】
定常の振り込み工程の間は、上記特許文献１（特開２００６―１７６３２８号公報）や、特許文献２（特開２００８−１２１１４７号公報）の記載の振込み方法で振り込むことで撚れが防止できる。終端のトウの処理は、始端のトウの処理のように気を使うことはない。それは、終端の場合は終端を引き上げることによって、表裏を区別できるからである。つまりは、撚れの有無が分かるからである。従って、端部を結んでもよいが、特許文献５（特開２００２−１３８３２６号公報）にも記載されているようにトウの無駄が発生する。そこで、その無駄をなくすために特許文献５に記載された方法を採用してもよいし、上述のように表面を上になるように板状部材２に貼り付ける方法を採用してもよい。
【００７１】
トウ１は、トウ振込みシュート６から梱包容器４内に排出され梱包される。図４によれば、トウ振込みシュート６の上端を中心にしてブランコのように振ることにより、トウ１を梱包容器４内で規則的に折り返しながら梱包しているが、別の態様として梱包容器４を往復させることによりトウ１を梱包容器４内で規則的に折り返しながら梱包してもよい。その態様の場合はトウ振込みシュート６を固定することもできるし、トウ振込みシュート６を揺動するとともに梱包容器４を往復させることもできる。
【００７２】
図５は、トウ１の振り込みが終了したのちの、トウ１の始端１ａと終端１ｂにトウ１の表裏判別明示手段を施した好ましい例を示す概略説明図である。梱包容器４への振り込み作業終了後、炭素繊維前駆体トウ１を切断し、振り込み前のトウ１の面に合わせた同じ面の向きで表裏判別明示手段の一部である板状部材７に、粘着テープ８を使ってトウ終端１ｂを貼り付ける。この際も板状部材７をトウ裏面側に配置し、粘着テープ８をトウ表面側より貼り付け、ポリ袋などからなるトウ終端部の収容袋９に収容する。このように、トウ１の始端１ａ及び終端１ｂをポリ袋などの収容袋５，９に収容しておくと、梱包容器４内に積層されたトウ１との絡まりが防止されるため好ましい。
【００７３】
図６は、トウ１の表裏判別明示手段をトウの始端１ａと終端１ｂに適用して梱包した梱包体の一例を示す概略説明図である。この梱包体は、梱包容器４内に積層されたトウ１の梱包層の上面に、トウ始端１ａの収容袋５及びトウ終端１ｂの収容袋９をトウの末端部と共に一緒に載置し、梱包容器の上部開口に蓋１０を被せている。トウ１の終端側は、トウ１が梱包容器４の上部にあるため、トウ接合のために必要なトウの長さを確保するためにトウ１を引き出すのが容易であるのに対し、トウ始端側はトウ１が梱包容器４の底部に重ねられているため、トウ１の始端部を引き出すのが容易でないことから、図６に例示するように、トウ終端側ではトウを板状部材に巻き付けないが、トウ始端側では一定長さのトウ始端部を確保したうえトウを板状部材に巻き付けている。また、トウ始端１ａを梱包容器４内に収納する際には、一旦トウ始端部の収容袋５からトウ１が巻き付けてある板状部材２を取り出し、梱包容器４からはみ出した板状部材との間のトウを余すことなく板状部材２に更に巻き付けた後、トウ始端部の収容袋５に入れなおしたのち、梱包容器４内に収納するとよい。この梱包容器から板状部材２までの間のトウ１を板状部材に巻き付けずに梱包容器４内に収納すると、この間のトウに撚りが入ってしまいやすく、特に糸継ぎ工程及びその前工程であるトウ端部を予め耐炎化するトウ端部耐炎化工程において、トウ１の表裏の判別が難しくなる。
【００７４】
トウ始端と終端が収納された梱包容器４は炭素繊維製造工程へ移動し、トウ端部を予め耐炎化するトウ端部耐炎化工程へと送られる。トウ始端と終端はこの工程にて板状部材から巻き出されて、例えば上記特許文献３に記載されているような耐炎化処理装置にセットされる。この巻き出し作業をする際は、梱包容器に振り込まれたトウの上面にトウの振り込み方向と同じ向きに折り返しながら、トウ幅方向に少しずつずらし、撚りが入っていないことを確認しながら全てのトウを巻き出す。全てのトウを巻き出したとき、表裏明示手段を構成する粘着テープが上を向いていれば、梱包容器から板状部材間のトウに撚りが入っていないということになる。全てのトウを巻き出したら、粘着テープ面が上になるように耐炎化処理装置にセットした後、板状部材を取り外し、耐炎化処理を行う。
【００７５】
耐炎化したトウ始端と終端には、粘着テープ面が上になるよう板状部材に貼付ける。巻きだした全てのトウに撚りが入らないように改めて巻き付け、収容袋に収容して、梱包容器上部に収納する。
【００７６】
トウ始端と終端を耐炎化処理したトウを１を収納した梱包容器４は炭素繊維製造工程の所定位置へと移動する。その位置において、トウ始端の方は板状部材をつけたまま梱包容器の外側に取り出し、トウ終端の方は板状部材を取り外して炭素繊維の製造を開始する。糸継ぎする次の梱包容器のトウ始端とトウ終端も上記と同様の方法で端部を耐炎化し、先の梱包容器の隣接する位置に梱包容器を移動する。先の梱包容器のトウ始端を次の梱包容器に振り込まれたトウの上面にトウの振り込み方向と同じ向きに折り返しながら、トウ幅方向に少しずつずらし、撚りが入っていないことを確認しながら全てのトウを巻きだす。先の梱包容器のトウ始端と次の梱包容器のトウ終端をテープ面が上になるように対向して重ね合わせ固定した後、板状部材を取り外し、トウを接合する。
【実施例１】
【００７７】
総繊度１８０，０００ｄｔｅｘ、幅６０ｍｍ、厚み２ｍｍのトウを、振り込みトウの始端を表が上になるように３００ｍｍ×１５０ｍｍのダンボール片にビニクロステープ（積水化学株式会社商品名ビニクロステープＮｏ．７５０、幅７５ｍｍ）で貼り付け、トウに撚りが入らないようにトウをダンボール片に約５ｍ巻き付け、ポリ袋に収納した。ダンボール片に巻き付けたトウを梱包容器の外に保持し、振り込みを開始した。振込終了後、トウ終端を始端と同じ表面を上にしてダンボール片に貼り付け、ポリ袋に収納した。トウ始端とトウ終端を収納したものを梱包容器に収納した。梱包容器は、寸法が縦７２０ｍｍ、横７２０ｍｍ、高さ１０００ｍｍのダンボール製容器に、厚さ０．０５ｍｍのポリエチレン製の角底内装材により内装を施したものを使用した。【００７８】
上記梱包容器を炭素繊維製造工程へ移動し、トウ始端とトウ終端をダンボール片より巻き出しそれぞれテープ面が上になるように耐炎化処理装置にセットした後、ダンボール片よりトウをはがし、雰囲気温度２５０℃、風速３ｍ／ｍｉｎの条件下でトウ端より７００ｍｍの長さを１２０分間、耐炎化処理を行った。【００７９】
耐炎化したトウ始端とトウ終端は同じ面を上にして改めてダンボール片に貼り付けた後、ダンボール片に巻き付け、トウを巻き付けたままポリ袋に収納し、梱包容器に収納した。【００８０】
トウ始端とトウ終端が耐炎化されたトウを梱包した梱包容器を炭素繊維製造工程の所定の位置に移動した。トウ終端の方はダンボール片からなる板状部材からトウを剥がし、トウ始端の方はダンボール片からなる板状部材に巻き付けたまま、梱包容器の外側に取り出して、トウ終端から炭素繊維の製造を開始した。糸継ぎする次の梱包容器のトウ始端とトウ終端も上述と同様の方法で端部を耐炎化し、先行する梱包容器の隣接する位置に後続の梱包容器を移動した。先行する梱包容器のトウ始端と後続の梱包容器のトウ終端とを粘着テープ面が上になるように重ね合わせてエアー圧５００ｋＰａ、５０ｍｍの間隔で５ヶ所をエアー交絡により接合した。【００８１】
接合したトウは、同じ面を接合しているため、撚りが入らず、耐炎化工程での糸切れなどのトラブルもなく安定して連続運転が可能であった。
【実施例２】
【００８２】
総繊度２０１，０００ｄｔｅｘ、幅１００ｍｍ、厚み２ｍｍのトウを用いた他は実施例１と同様の処理を行ったところ、接合したトウは、同じ面を接合しているため、撚りが入らず、耐炎化工程での糸切れなどのトラブルもなく安定して連続運転が可能であった。
【実施例３】
【００８３】
単繊維繊度１．２７ｄｔｅｘ、５０，０００フィラメントの小トウ２本を合糸した総繊度１２７，０００ｄｔｅｘ、幅５０ｍｍ、厚み２ｍｍのトウを用いた他は実施例１と同様の処理を行ったところ、接合したトウは、同じ面を接合しているため、撚りが入らず、耐炎化工程での糸切れなどのトラブルもなく安定して連続運転が可能であった。
【実施例４】
【００８４】
実施例１と同様のトウを、振り込みトウの始端を表が上になるように配置し、その面を赤色で着色し、市販の紙管（長さ：３３ｃｍ、内径：５１ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）にトウに撚りが入らないように約５ｍ巻き付け、ポリ袋に収納した。紙管に巻き付けたトウを梱包容器の外に保持し、振り込みを開始した。振込終了後、トウ終端もトウ始端と同じ表面を上ににして、その面を赤色で着色し紙管に貼り付け、ポリ袋に収納した。トウ始端とトウ終端を収納したものを梱包容器に収納した。梱包容器は、寸法が縦７２０ｍｍ、横７２０ｍｍ、高さ１０００ｍｍのダンボール製容器に、厚さ０．０５ｍｍのポリエチレン製の角底内装材により内装を施したものを使用した。【００８５】
上記梱包容器を炭素繊維製造工程へ移動し、トウ始端とトウ終端を紙管より巻き出し、それぞれを赤色で着色した面が上になるように耐炎化処理装置にセットし、雰囲気温度２５０℃、風速３ｍ／ｍｉｎの条件下でトウ端より７００ｍｍの長さを１２０分間、耐炎化処理を行った。
耐炎化したトウ始端とトウ終端は赤色で着色した面を上にして再度紙管に巻きつけ後、ポリ袋に収納し、梱包容器に収納した。【００８６】
トウ始端とトウ終端を耐炎化されたトウの梱包体を収納した梱包容器を炭素繊維製造工程の所定位置に移動した。トウ終端の方は紙管よりトウを巻き出し、トウ始端の方はトウ始端部を紙管に巻き付けたまま、梱包容器の外側に取り出した状態とし、トウ終端から炭素繊維の製造を開始した。糸継ぎする次の梱包容器のトウ始端とトウ終端も上述と同様の方法で端部を耐炎化し、先行する梱包容器の隣接する位置に後続の梱包容器を移動した。先行する梱包容器のトウ始端と後続の梱包容器のトウ終端を赤色で着色した面が上になるように重ね合わせてエアー圧５００ｋＰａ、５０ｍｍの間隔で５ヶ所をエアー交絡により接合した。【００８７】
接合したトウは、同じ面を接合しているため、撚りが入らず、耐炎化工程での糸切れなどのトラブルもなく安定して連続運転が可能であった。
【比較例１】
【００８８】
トウの表裏判別明示手段を適用せず、始端, 終端の処理も施さない以外は、実施例１と同様に梱包容器に収納した。
上記梱包容器を炭素繊維製造工程へ移動し、トウ始端とトウ終端の表裏関係なく耐炎化処理装置にセットした後、雰囲気温度２５０℃、風速３ｍ／ｍｉｎの条件下でトウ端より７００ｍｍの長さを１２０分間、耐炎化処理を行った。
【００８９】
トウ始端とトウ終端を耐炎化した梱包容器を、炭素繊維製造工程の所定位置に移動した後、トウ終端から炭素繊維の製造を開始した。糸継ぎする後続の梱包容器のトウ始端部とトウ終端部も上述と同様の方法で端部を耐炎化し、先行する梱包容器の隣接する位置に梱包容器を移動した。先行する梱包容器のトウ始端と後続の梱包容器のトウ終端とを重ね合わせてエアー圧５００ｋＰａ、５０ｍｍの間隔で５ヶ所をエアー交絡により接合した。
【００９０】
接合したトウは、トウの表裏に関係なく接合しているため、たまたま撚りなしに同じ面が接合された場合を除きトウに撚りが入り、耐炎化工程でトウの撚りの部分で蓄熱しスモークや束切れが発生し、安定した連続運転は不可能であった。
【比較例２】
【００９１】
トウの表裏明示手段がなく、始端, 終端の処理を施さない以外は、実施例３と同様に梱包容器に収納した。接合したトウは、トウの表裏に関係なく接合しているため、たまたま撚りなしに同じ面が接合された場合を除きトウに撚りが入り、耐炎化工程でトウの撚りの部分で蓄熱しスモークや束切れが発生し、安定した連続運転は不可能であった。
【符号の説明】
【００９２】
１                  炭素繊維前駆体トウ
１ａ                トウ始端
１ｂ                トウ終端
２                  板状部材（トウ始端側）
３                  粘着テープ（トウ始端側）
４                  梱包容器
５                  トウ始端部の収容袋
６                  トウ振込みシュート（トウ供給シート）
６ａ                トウ振出し口（トウ導出口）
７                  板状部材（トウ終端側）
８                  粘着テープ
９                  トウ終端部の収容袋
１０              （梱包容器の）蓋
１１                エアーサッカー（トウ始端把持手段）
１１ａ              吸引口
１２                トウ始端部保持手段
１２ａ〜１２ｄ      第１〜第４挟着部材
１２ｅ            （トウ始端部の）保持部材
12e-1,12e-3         第１及び第２水平軸
12e-2               屈曲軸
１３                ギアロール
１４                ガイドローラ
１５                クリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011019002.tif 000009
【図８】
2011019002.tif 000010
【図９】
2011019002.tif 000011
【図１０】
2011019002.tif 000012
【図１１】
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【国際調査報告】
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2011019002.tif 000015